Optimización global de parques eólicos mediante algoritmos evolutivos

Abstract

Dada la complejidad estructural del problema, tanto desde el punto de vista técnico -económico como desde el puramente matemático, y como una primera aproximación a su solución, el problema de la optimización global del parque eólico se ha dividido en dos subproblemas [25-27]: Optimización de la localización (o emplaz amiento) individual de las turbinas eólicas Optimización de la configuración de la instalación eléctrica del parque Esta subdivisión conduce a una simplificación que se deriva del desacoplamiento de los problemas, y puede justificarse en base a la repercusión económica de cada uno de ellos. Desde un punto de vista puramente económico, el primero de los problemas, el de la localización individual de los aerogeneradores en el parque, es el más significativo, ya que es responsable de entre los dos tercios y las tres cuartas partes de la inversión total necesaria y es el que más directamente afecta a la producción anual de energía eléctrica, es decir, al posterior retorno de la inversión [16]. El segundo problema, el del diseño de la infraestructura eléctrica del parque eólico, es muy similar al del diseño de una nueva red radial [28-31] y tiene menor significación económica, en cuanto a inversión inicial se refiere, aunque también incide en la producción neta anual del parque ya que las pérdidas que se produzcan en la instalación interior del parque será energía eléctrica producida que no estará disponible para su inyección en la red. Ambos problemas se analizan por medio de funciones económicas que permiten el análisis y la comparación de los diferentes componentes de costes relacionados con el diseño y la operación de un parque eólico. Como es lógico, esta división del problema conduce a soluciones subóptimas, pero bastante próximas al óptimo global, como habrá ocasión de comprobar más adelante. Posteriormente se aborda el problema de la optimización global del parque, analizando de forma conjunta e integrada los problemas de emplazamiento individual de las turbinas y de diseño de la infraestructura eléctrica del parque y su interacción, utilizando el mismo tipo de funciones económicas. Tras este breve capítulo introductorio, el resto del trabajo se ha estructurado en cinco capítulos. En el que sigue se hace una revisión de la bibliografía relativa al problema y se formula el objetivo y alcance del trabajo. En el capítulo tercero se plantea el subproblema de la optimización de la localización individual de los aerogeneradores en el parque y se analizan y critican las soluciones obtenidas en una serie de casos con diferentes configuraciones geográficas, estructuras de viento, etcétera. El cuarto capítulo estudia el subproblema de la optimización de la configuración de la instalación eléctrica del parque. En el capítulo siguiente se aborda el problema de la optimización global del parque eólico y se analizan y critican las soluciones obtenidas en una serie de casos. El sexto y último capítulo recoge las principales conclusiones del trabajo así como algunas orientaciones de mejora para trabajos futuros. El trabajo concluye con las referencias bibliográficas relevantes sobre el tema.